GLAD：光學參量振蕩器(qì)

概述
 

光學參量放大(dà)（OPA）涉及三波轉換過程、單軸晶體(tǐ)中的雙折射現象、k矢量的相互作(zuò)用以及色散效應等。OPA的基本方程是用來(lái)描述泵浦光Ep，信号光Es以及閑頻光Ei之間(jiān)相互作(zuò)用的方程組：

 

 

 

以上(shàng)公式都不含時(shí)間(jiān)變量，并假設三波的頻率之間(jiān)滿足下述等式：

 

上(shàng)述方程必須與分步衍射傳輸方程同時(shí)求解。
 

僅當△k.z=0時(shí)，三波之間(jiān)才會(huì)發生(shēng)強耦合作(zuò)用。當色散能夠補償k矢量失配時(shí)上(shàng)述條件得(de)以滿足。但(dàn)是k矢量失配會(huì)導緻光束的橫向剪切，引起效率降低(dī)。當三矢量相互平行(xíng)且△k矢量為(wèi)0時(shí)必然會(huì)發生(shēng)強耦合作(zuò)用。常規色散材料會(huì)導緻△k不為(wèi)0，這就使得(de)耦合非常弱。利用雙折射材料中e光與o光折射率不同的特點，可(kě)以将△k減小(xiǎo)到0，從而獲得(de)強耦合作(zuò)用。
 

系統描述
 

本例介紹了諧振腔內(nèi)的OPA過程，即OPO過程。諧振腔由2個(gè)平面鏡、一塊長度為(wèi)1cm的OPA晶體(tǐ)構成。在定義完OPA過程涉及的晶體(tǐ)折射率、晶體(tǐ)匹配角以及k等參數(shù)後，通(tōng)過MACRO利用OPO命令定義了OPA的作(zuò)用過程。在此基礎上(shàng)定義了參量放大(dà)的信号光束在諧振腔中往返傳輸一次所涉及各個(gè)步驟。至此完成了OPO過程的定義。最後調用名為(wèi)OPORES的MACRO實現了OPO過程的模拟。

模拟結果

  

圖1.OPO輸出的激光模式

 

圖2.輸出功率随OPO叠代次數(shù)的變化過程